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Funktionsweise einer Solarthermie-Anlage

Funktionsweise einer Solarthermie-Anlage

So arbeiten Kollektoren, Solarspeicher und Regelung zusammen

1.723 Stunden Sonnenschein gab es im Jahr 2015 durchschnittlich in Deutschland. Hierbei entsteht kostenlose Sonnenwärme, die effizient genutzt werden kann. Beispielsweise mit einer Solarthermie-Anlage auf dem eigenen Dach, die entweder für eine solare Trinkwassererwärmung oder zusätzlich zur Heizungsunterstützung ausgelegt werden kann. Wir erklären Ihnen die Funktionsweise von Solarthermie und wie Kollektoren, Solarspeicher und Regelung zusammenwirken.

 

Funktionsweise von Solarthermie - einfach erklärt

Funktionsweise der Solaranlage

Quelle: www.energiesparen-im-haushalt.de

Die Funktionsweise von Solarthermie ist am besten mit Start oben auf dem Dach zu erklären. Dort nehmen Solarkollektoren, meist Flachkollektoren oder Vakuumröhrenkollektoren, die Energie aus der Sonneneinstrahlung als Wärme auf. Die eingefangene Wärme wird an ein Wärmeträgermedium, meist eine frostsichere Solarflüssigkeit, abgegeben. Über eine gut gedämmte Leitung kommt die bis zu 90 Grad heiße Solarflüssigkeit zum Solarspeicher.

Dort wird über einen Wärmetauscher Wasser erwärmt und zwischengelagert. Die Speicherwärme wird in die Warmwasser- und Heizungsinstallation im Haus eingespeist. Die abgekühlte Solarflüssigkeit gelangt über eine Rückleitung wieder zu den Solarkollektoren, um dort von Neuem erwärmt zu werden.

 

Quelle: Junkers
 

Regelung bei einer Solarthermie-Anlage

Eine Solarkreispumpe leitet die aufgeheizte Flüssigkeit von den Kollektoren zum Solarspeicher. Ist der Speicher vollständig aufgeheizt, schaltet die Solarkreispumpe ab, ebenso wenn die Sonne nicht mehr scheint. Diesen Vorgang steuert eine Solar-Regelung. In der sogenannten Solarstation sind die wichtigsten Hydraulikkomponenten zum Betrieb einer Solarthermie-Anlage kompakt und anschlussfertig integriert. Die Solarstation besteht aus:

  • Solarkreispumpe
  • Absperrarmaturen
  • Sicherheitsarmaturen
  • Durchflussbegrenzer
  • Die Solar-Regelung kann optional schon in die Solarstation integriert sein.

 

Ein ebenfalls anzuschließendes Membran-Ausdehnungsgefäß sorgt dafür, dass Volumenänderungen der Solarflüssigkeit aufgrund von Temperaturänderungen ausgeglichen werden und damit für einen konstanten Betriebsdruck der Anlage.

 

Solarspeicher-Varianten bei einer Solarthermie-Anlage

Je nach Auslegung der Solarthermie-Anlage, also zur solaren Warmwasserbereitung oder auch zur zusätzlichen Heizungsunterstützung, kommen verschiedene Wärmespeicher-Typen mit unterschiedlicher Funktionsweise zum Einsatz:

 

Trinkwasserspeicher/Solarspeicher

Dient die Solarthermie-Anlage ausschließlich der Funktion der Warmwasserbereitung, kommt ein Trinkwasserspeicher, auch Solarspeicher genannt, zum Einsatz. Er bevorratet das warme Wasser, das in Bad und Küche benötigt wird. Im Einfamilienhaus hat dieser Speicher üblicherweise ein Volumen von 300 bis 500 Litern. Damit kann übers Jahr etwa 60 70 Prozent des Warmwasserverbrauchs durch Sonnenenergie gedeckt werden.

 

Pufferspeicher

Soll die Solarthermie-Anlage auch zur Heizungsunterstützung dienen, kann sie neben dem Solarspeicher auch noch einen getrennt installierten Pufferspeicher beheizen, der mit Heizungswasser gefüllt ist. Dieser ist dann im Speichervolumen größer auszulegen als wenn das Heizungswasser alleinig über den Heizkessel erwärmt wird. Der Anteil der durch die Solarthermie-Anlage bereitgestellten Wärme für die Heizung kann etwa 20 Prozent betragen.

          

Kombispeicher

Anstelle der getrennten Solarspeicher zur Warmwasserbereitung und der Pufferspeicher zur Erwärmung des Heizungswassers kommen oft die platzsparenden Kombispeicher zum Einsatz. Der Kombispeicher besteht entweder aus einem Speichertank mit innenliegender Wärmeübertrager für das Warmwasser oder ein kleinerer Tank für das Trinkwarmwasser befindet sich im großen Speichertank für das Heizungswasser als sogenanntes “Tank-in-Tank-System“. Es können auch Speicher mit temperatursensibler Einspeisung eingesetzt werden. Das solar erwärmte Wasser wird dann genau dort in den Kombispeicher eingeleitet, wo sich Wasser mit der gleichen Temperatur befindet. Dadurch kann der Kreislauf mit der Solaranlage länger und effizienter betrieben werden.

Die Installation einer Solarthermie-Anlage mit Kollektoren, Solarkreispumpe, Solar-Regelung und Solarstation ist die Aufgabe für einen Fachbetrieb. Er garantiert eine einwandfreie, ertragsoptimierte Funktionsweise. Hersteller bieten Komplettsysteme an, bei denen die einzelnen Komponenten einer Solarthermie-Anlage in ihrer Funktionsweise optimal aufeinander abgestimmt sind.

 

Interessant zu wissen  

Haben Sie noch offene Fragen rund um das Thema Solarthermie? Unser FAQ rund um Voraussetzungen, Installation und Betrieb einer thermischen Solaranlage beantwortet Ihnen sicher Ihre Fragen.

Zum FAQ einer Solaranlage

 

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Quelle: Bosch Thermotechnik GmbH
Foto: reimax16 - Fotolia.com